Ken Ganga est californien. Après ses études de physique à Berkeley et à Princeton, il a travaillé au Caltech avant de rejoindre le laboratoire  APC, attiré par la mousse et le pain auchocolat… Aujourd’hui il travaille sur  le satellite PLANCK et sur d’autres expériences dédiées à l’observation du fond diffus cosmologique. Il participe aussi au projet EUCLID, qui a pour but de comprendre les questions qui entourent la matière noire et l’énergie noire.

ALORS KEN, CE FOND DIFFUS COSMOLOGIQUE ?

Le fond diffus cosmologique (FDC ou CMB) a été découvert fortuitement en 1964 par Penzias et Wilson (en savoir plus). C’est le nom donné au rayonnement électromagnétique issu, selon le modèle standard de la cosmologie, de l'époque dense et chaude qu'a connue l'Univers après le Big Bang.

COMMENT A-T-ON AVANCE ?

L’instrument FIRAS du satellite COBE (lancé en 1989) devait montrer que le spectre  de la lumière du FDC  était bien un spectre de corps noir,  tel que prédit par la théorie du Big Bang. Au-delà de cette homogénéité apparente, l’instrument DMR, du même satellite, devait détecter des variations infimes dans les intensités observées, ces anisotropies étant à l’origine des grandes structures actuelles de l’univers, amas, galaxies, étoiles, etc.

OU EN EST-ON AUJOURD’HUI ?

Les satellites WMAP et PLANCK, en améliorant  la précision des mesures ont permis de confirmer spectaculairement ces observations : En nous permettant de mesurer la cause de l’univers et ses composants. Cela a permis aussi de préciser l’âge de l’univers  et sa vitesse d’expansion.

ET SI ON PARLAIT DE PLANCK ?

La conception du satellite PLANCK a  débuté en 1993. Il a été lancé le 14 mai 2009 pour mesurer le ciel à « l’aube du temps ». Il s’agissait de réaliser des cartes de l’Univers observable au moment de l’émission de sa plus ancienne lumière. PLANCK  a été arrêté le samedi 19 octobre dernier, après une mission couronnée  de succès. Il emportait deux instruments, HFI, similaire à un télescope infrarouge (coordonné par la France) et LFI, comparable à un télescope radio (sous responsabilité italienne), avec la collaboration de plusieurs dizaines d’instituts et de plusieurs centaines de chercheurs et ingénieurs  du monde entier.

Tout savoir (ou presque) sur Planck : http://public.planck.fr/

J’imagine que comme moi, vous avez toujours rêvé de voyager dans le temps, non ? Eh bien voici le  manuel qui vous permettra, peut-être, de satisfaire ce vieux rêve… Et qui plus est signé d’un scientifique qui présente tous les gages requis de sérieux, l’astrophysicien Marc Lachièze Rey !

Chercheur CNRS, membre du laboratoire APC (AstroParticule et Cosmologie), à Paris, spécialiste de la topologie, de l’espace temps et de la matière noire, connu pour ses travaux de théoricien et de cosmologue, Marc est aussi un grand vulgarisateur devant l’éternel !

Si son livre ne nous fournit pas les plans exacts de la machine, il nous donne des informations précieuses. Dans la première partie, il montre que le temps n’existe pas dans la relativité générale : indépendamment de toute théorie, les voyages dans le temps ne peuvent exister que si le temps n’existe pas. Dans la deuxième partie il postule qu’il semble donc possible, en principe, de voyager dans le temps dans le cadre de la relativité générale. CQFD !

Un passage  en revue de la littérature sur le sujet, des travaux de Godël aux ouvrages consacrés aux trous de vers ou aux cordes cosmiques, lui permet d’étudier si cette possibilité de principe peut se réaliser en pratique.

Si le temps existe quelles sont les conséquences ? Ce sont les fameux paradoxes du temps, qui viennent  de ce qu’on veut faire coïncider les expériences, qu’elles soient de pensée ou pas, avec l’existence du temps. On peut ainsi considérer que si le temps n’existe pas, le voyage temporel peut exister. Reste à analyser le célèbre paradoxe du grand-père …

Le livre nous en propose l’exemple le plus  frappant  à travers la conjecture d’Hawking, non démontrée par ailleurs. Le passage en revue des concepts temporels tels que la  durée propre, la causalité, la datation, et leur comparaison avec leur conception dans une perspective newtonienne  lui permet de conclure à l’impossibilité de parler de temps en relativité générale.

Un seul regret toutefois : que l'auteur n''ait pas pu tenter l'expérience avec le fameux "Chronoscaphe" de Blake et Mortimer... Notre bonheur eut été complet !

 Marc Lachièze-Rey, « Voyager dans le temps ». Editions Science ouverte

 Après des études aéronautiques et spatiales, Hubert Halloin a obtenu son diplôme d’ingénieur avant de soutenir un doctorat en instrumentation astrophysique en 2003. Il est ensuite devenu enseignant chercheur à l’université Paris Diderot. Il travaille aujourd’hui sur un projet de détecteurs d’ondes gravitationnelles dans l’espace (le projet eLISA) et coordonne à Paris Diderot le projet de  nano satellite étudiant IGOSAT.

- C’est quoi un Nano Satellite ?

- Imaginez une boîte à chaussures, mais dotée d’antennes, de panneaux solaires et bourrée d’instruments scientifiques, le tout réalisé par des étudiants encadrés par des chercheurs et des ingénieurs.

Il y a une dizaine d’équipes analogues aujourd’hui en France, qui travaillent sur des projets similaires
dans le cadre de l’opération JANUS du CNES. Malgré leurs petites dimensions, ces satellites ne se lancent pas à la main… Leur poids minime, moins de 3 kg, leur encombrement réduit, 10 x 10 x 30 cm, permet de trouver une petite place dans un coin de  la coiffe d’un lanceur. IGOSAT, comme ses congénères, sera probablement le compagnon de voyage d’un satellite commercial ou scientifique. De l'Équateur au Japon en passant la Hongrie, l’Inde, le Vietnam, des universités et des instituts de recherche spatiale travaillent sur plusieurs dizaines de projets de ce type qui constituent une nouvelle étape de l'aventure spatiale.

- C'est un vrai projet scientifique ?

- Même si IGOSAT est un projet pédagogique ambitieux, c’est d’abord un véritable instrument scientifique dont l’objectif est double : mesurer les photons gamma et les électrons de haute énergie dans les ceintures de radiations terrestres et observer l’ionisation de la haute atmosphère (entre 50 et 80 kilomètres).

Le lancement du satellite IGOSAT est prévu pour 2017 ou 2018.

Ce projet est soutenu financièrement par le CNES et le labEx UnivEarthS. Pour plus d’informations sur IGOSAT : www.igosat.fr

Voilà un titre de circonstance ! Les 2 Infinis, c’est le thème national de la Fête de la Science 2013…

Alors de quoi s’agit-il, c'est quoi au juste ces 2 infinis ? D’un côté, il y a les astrophysiciens, les chercheurs de l'infiniment grand, qui savent aujourd'hui que l’élucidation des périodes les plus  anciennes de l’Univers passe par la compréhension  des  interactions entre les particules, de l’autre, les physiciens  des particules, les chercheurs de l'infiniment petit, qui ont compris que ces premières périodes de l’univers sont  décisives pour aller plus loin dans la description de la matière. Donc, depuis quelques temps, les astrophysiciens et les physiciens des particules ont entrepris de conjuguer leurs efforts pour mieux comprendre ces 2 infinis, qui se définit encore comme le domaine de l’astroparticule.

On pourrait aussi voir une illustration de ces 2 infinis dans la manière dont les scientifiques peuvent s’opposer sur certaines questions. Prenons ainsi la question de la « vie ailleurs » : en 1961, l’astronome Frank Drake combinait un certain nombre de paramètres dans l’équation qui allait porter son nom, afin d’évaluer la probabilité d’une forme de vie extraterrestre. En fonction des valeurs attribuées aux différents paramètres, le résultat varie de 5 à 50. Enrico Fermi,  physicien de son état, résumait lui sa position antagoniste dans le fameux paradoxe qui porte son nom : « S’il y avait des civilisations extraterrestres, leurs représentants devraient être déjà chez nous. Où sont-ils donc ? ». Il rejoignait ainsi l’opinion de la plupart des biologistes, qui estiment que le concours de circonstances qui a permis l’apparition de la vie sur Terre rend très peu probable sa répétition ailleurs… L'infini nous réserve bien des surprises !

Notez que le PASSEPORT POUR LES 2 INFINIS, c’est aussi un livre, unique en son genre sans doute, parce qu’il est réversible : d’un côté il va vers l’infiniment grand, vous le retournez, et vous plongez vers l’infiniment petit. 48 physiciens, astrophysiciens ou astronomes ont réuni leurs efforts et leurs connaissances pour en faire une somme sur ces 2 infinis, du big bang au boson de HIggs en passant par la première lumière de l’Univers ou la traque des neutrinos…

PS Les enseignants peuvent demander à le recevoir gratuitement : www.passeport2i.fr

La dernière fois, je vous ai parlé des neutrinos, ces particules aux trois visages. L’expérience Double Chooz (prononcez Chaud, c’est parfait pour les jeux de mot !) est située dans les Ardennes, dans une boucle de la Meuse, à proximité d’une centrale nucléaire. Aujourd’hui j’ai demandé à Hervé de répondre à quelques questions :

- La centrale produit un flux gigantesque de neutrinos. Comme ils  interagissent très très peu, on a besoin de cette énorme quantité pour avoir quelques dizaines d’événements par jour…

• Qu’est-ce qu’on fait exactement à Double Chooz ?

- On traque les neutrinos. On les détecte avec la dernière génération de détecteur ultra sensible pour ce type de neutrino.

• Comment on procède ?

- On les compte, on mesure leur énergie et ça nous dit comment ils se transforment entre leur point de départ, le réacteur, et le détecteur.

• Comment fonctionne le détecteur ?

- C’est comme une caméra gigantesque : le neutrino interagit en créant des petits flashes de lumière très caractéristiques.

• Et qu’est-ce qu’on fait de ces mesures de lumière ?

- Ca permet de dire si le neutrino qui vient du réacteur s’est transformé ou pas. La proportion de neutrinos disparus donne le fameux  Têta 1/3.

• Et à quoi ça sert ce type d’expérience ?

- Le neutrino est une des quatre particules de base de l’Univers. Tout ce qui concerne une de ces quatre particules est vital pour notre compréhension de l’Univers !

Bon, vous voilà rassurés ? La semaine prochaine, je vous parle des 2 Infinis. SeeYou !

Si vous voulez voir des images de l'expérience DOUBLE CHOOZ, exposition photo sur le Campus de Paris Diderot, RDC du bâtiment Condorcet, rue Elsa Morante, (Paris 13ème) du 1er au 12 Octobre (dans le cadre de la fête de la Science 2013). Et c'est gratuit !

http://www.apc.univ-paris7.fr/APC/Conferences/Fete_de_la_science_2013_Double_Chooz/Accueil.html

http://doublechooz.in2p3.fr/Public/French/welcome.php

Hervé a déjà une longue carrière de scientifique au CNRS derrière lui. Il est chercheur et dans la grande famille des physiciens, il appartient à une sorte de sous catégorie, celle des « chasseurs » de neutrinos. Il a gardé l’enthousiasme juvénile de ses débuts, un regard passionné sur son travail et il a toujours ce sourire ironique qui témoigne de son humour irréductible.

Il faut dire qu’il y a de quoi alimenter la passion mais qu’il vaut mieux savoir rester zen quand on s’intéresse à une particule aussi facétieuse. Dans le bestiaire des particules élémentaires, le neutrino est vraiment un drôle d’animal, jugez-en plutôt par vous même : il a beau être la particule la plus répandue dans l’Univers, c’est sans aucun doute celle qu’on connaît le moins bien. Quand il voyage, le neutrino change d’état et peut prendre trois visages différents…  On le soupçonne d’être sa propre antiparticule et mieux encore,  d’avoir joué un rôle primordial (dans tous les sens du terme) aux débuts de l’Univers ! Il aurait favorisé  la  « victoire » de la matière sur l’antimatière, l’ange du bien l’emportant sur l’ange du mal grâce aux neutrinos en quelque sorte…

Hervé est le PI (Principal Investigator) de Double Chooz, ce qui veut dire qu’il en est le responsable scientifique. C’est une expérience implantée dans une boucle de la Meuse, dans les Ardennes et dédiée à l’observation des neutrinos, plus précisément à l’étude de leur angle de mélange, aussi appelé  q 1/3.

Vous aimeriez en savoir plus sur q 1/3, sur DOUBLE CHOOZ  et les neutrinos ? Retrouvons-vous la semaine prochaine !